节能玻璃发展趋势探讨

      在2010年的杜塞尔多夫国际玻璃展上，各国玻璃厂商争相展出各种节能玻璃产品，笔者观展后思考了节能玻璃的若干发展趋势和展望前景，归结如下。
　　世界节能玻璃发展趋势
　　一、Low-E玻璃研发进展快速，性能近乎完美
　　在全球节能减排政策的推动下，从上世纪70年代开始，Low-E镀膜技术飞速发展。目前，在线Low-E镀膜已可大批量生产，辐射率约为0.15的在线Low-E玻璃，性能稳定、不易受潮变质。离线Low-E镀膜已可生产辐射率为0.03的可钢化Low-E玻璃，如Interpane公司的中空玻璃就是用这种Low-E玻璃生产的。据技术人员透露，该公司采用的Low-E玻璃辐射率已经可以达到0.02，甚至可以达到0.015，这已相当于在玻璃上镀不透明银膜或金膜的水平。过去，这样的Low-E玻璃稳定性很差，不可钢化或钢化后要尽快合成中空，否则就会氧化变质，如今，据说在一定条件下已可存放数月，这是技术的巨大进步。现在，Guardian、Saint-Gobain等公司的Low-E镀膜技术都已达到同等水平，而且都研发出了高透型和遮阳型等系列产品。更重要的是，Low-E玻璃的成本也在不断降低，这样一来Low-E玻璃的技术进步就为中空玻璃和真空玻璃的质量提升创造了条件。
　　二、节能减排要求中空玻璃进一步降低U值，却受到重量和厚度的瓶颈制约
　　欧盟地区在玻璃门窗节能方面一直处于全球领先位置，早在1995年，德国就已立法推广Low-E中空玻璃。目前，在推广U值约为1.1W/m2·K的单Low-E中空的基础上，又开始推广U值约为0.7W/m2·K的双Low-E双中空玻璃。在此届国际玻璃展上各大玻璃厂商都展出了这类产品，而且笔者在德国和奥地利参观多家工厂时都看到正在生产这种双Low-E双中空玻璃，说明市场对其需求还是相当可观的。
　　据几位德国专家介绍，希望进一步降低U值的愿望和玻璃太厚太重的矛盾成为困扰许多专家和房地产商的难题，很多人在思考下一步该如何改变。
　　三、真空玻璃研发再次呈升温趋势
　　与中空玻璃相比，真空玻璃U值低、厚度薄的优势是比较明显的。比如用前述辐射率0.03的Low-E玻璃，不难制造出U值约0.31W/m2·K的单Low-E真空玻璃和U值0.25W/m2·K的双Low-E真空玻璃，不仅厚度比中空玻璃薄很多，而且Low-E膜处于真空环境中，可以得到充分的保护，避免其氧化失效，这是吸引科学家研究真空玻璃的一个重要原因。
　　在上世纪70年代第一次能源危机后，西方国家掀起研发节能玻璃的热潮。除Low-E玻璃和相关联的中空玻璃外，美国科罗拉多太阳能研究所和悉尼大学相继研发真空玻璃，后者于1997年使其专利在日本板硝子公司（NSG）实现产业化，先后建立了年产量10万平方米和50万平方米的生产线。但总体上看，过去10余年来国外在真空玻璃技术上和商业上都无显著建树，国际上有关研发也一度走向低潮，但中国在真空玻璃的研发上却后来居上。1998年青岛新立基公司成立，2001年北京新立基公司成立后，投入大量人力物力建立了中试生产线并建造了30多项各种示范建筑工程，创造了多项世界纪录，使真空玻璃研发和应用达到新的水平。
　　目前，北京新立基公司正在多年的专利和工艺技术基础上，在北京建立一条年产50万平方米真空玻璃自动化连续生产线，此生产线在2011年投产后，将成为世界真空玻璃发展史上一个新的里程碑。中国的真空玻璃研发已列入国家“十二五”科技计划，成为我国节能减排和自主创新的一个亮点。
　　与此同时，世界各国也再次重视真空玻璃的研发，美国Guardian公司近年又恢复了过去曾进行多年的真空玻璃研发，希望用它与Low-E镀膜技术结合的优势及其市场优势开启真空玻璃市场；欧洲多个国家都在加紧研发，如此届国际玻璃展上，德国斯图加特大学和BBG公司展出了U值为0.6W/m2·K的真空玻璃样品和生产线流程图；捷克和中国台湾等多家公司也展出了样品。韩国LGhansys公司已建立了试验生产线并于2010年8月宣布开始销售真空玻璃。韩国EAGON和HanwhaL&C两家公司也宣布2011年要销售自己研制的真空玻璃。无论在中国还是国外，有许多研发单位正在埋头苦干，都希望在这一领域有所突破。
　　“众人拾柴火焰高”，希望新一轮的研发热潮带来真空玻璃技术的新突破和产业化的新飞跃，让真空玻璃造福于人类，让科学家梦想成真。
　　参观国际玻璃展后的思考
　　目前，节能玻璃的主流产品当然是Low-E中空玻璃，我国应提高门窗节能标准，加大Low-E中空玻璃的推广力度，同时要严格控制产品质量。在严寒地区，应逐步推广U值小于1W/m2·K的Low-E双中空玻璃。
　　加大对真空玻璃研发的支持力度，在保证质量和寿命的前提下加快产业化进程，提高产能，降低成本，争取尽快推广普及。
　　Low-E中空和真空玻璃基本上是真空保温瓶原理的拓展，研究人员应从不同物理原理去探索未来节能门窗的新思路、新方向。近几年来研发的真空硅气凝胶窗不用Low-E膜和真空玻璃中的支撑物，可达到相当于真空玻璃的低U值水平。虽然目前在透光度和成本上还存在着若干问题，但这种方向值得探索。另外，透明光伏玻璃的研究也是新的发展方向，如有突破则可变被动式节能窗为主动式节能窗。
　　人类总是在不断探索、创新中前进，我国的建材科研人员一定要在不断吸收国外新成果的同时勇于创新，让中国的建材工业走向世界的前列，把我国的玻璃工业做大做强。